package study.数据结构.线性结构.队列;

import java.util.Scanner;

/**
 * 数组模拟环形队列
 */
public class CircleQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("测试数组模式环形队列案例");

        //创建一个队列对象
        CircleQueue circleQueue = new CircleQueue(3);  //这里3是数组大小，其有效空间为2，预留了一个空间做约定
        char key = ' '; //接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        //输出一个菜单
        while (loop){
            System.out.println("s:显示队列");
            System.out.println("e:退出程序");
            System.out.println("a:添加数据");
            System.out.println("g:取出数据");
            System.out.println("h:查看头数据");
            key = scanner.next().charAt(0);  //接收一个字符
            switch (key){
                case 's':
                    circleQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输入一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    circleQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = circleQueue.getQueue();
                        System.out.println("取出的数据是"+res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':  //查看队列头的数据
                    try {
                        int peek = circleQueue.peek();
                        System.out.println("队列头的数据是"+peek);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':  //查看队列头的数据
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }

}

class CircleQueue {

    /**
     * 环形队列的特点 front指针是在数据添加后再动
     * rear指针是在数据添加之前移动
     */
    private int maxSize; //表示数组的最大容量
    private int front;  //队列头
    private int rear;   //队列尾
    private int[] arr; //该数组用于存放数据， 模拟队列


    //创建队列的构造器
    public CircleQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判断队列是否满
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }

    //添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        //判断队列是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列满，不能加入数据");
            return;
        }
        //直接将数据加入
        arr[rear] = n;
        //将rear后移 ，需要考虑取模
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    //数据出队列
    public int getQueue() {
        //判断队列是否空
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
        //这里需要分析出 front是指向队列的第一个元素
        //1、先把front对应的值保持到临时变量
        //2、将front后移
        //3、将临时保存的变量返回
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;

    }

    //显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        //遍历
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列空的，没有数据");
            return;
        }
        //思路：从front开始遍历，遍历多少个元素
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }

    //求出当前队列有效数据的个数
    public int size() {
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    //显示队列的头数据， 不是取出数据
        public int peek(){
            //判断
            if (isEmpty()){
                throw new RuntimeException("队列空的，没有数据");
            }
            return arr[front];
        }
}
